本發(fā)明屬于水利水電工程領(lǐng)域，尤其是涉及一種適用于山溪性河道的雙層河道結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

自然的河流有著豐富多樣的河勢、斷面以及動態(tài)的變化趨勢。傳統(tǒng)的河道治理理論是基于水力學(xué)的最佳水力半徑的概念，用最經(jīng)濟斷面輸送最大流量。出于人類防洪、灌溉、航運、發(fā)電、土地利用等的需要，人類利用堤防體系將河流固定在堤防之間，利用裁彎取直工程將蜿蜒曲折的天然河流改造成直線或折線型的人工河流或人工河網(wǎng)；出于改善水動力學(xué)條件以及方便維護等目的，自然河流的復(fù)雜斷面形狀規(guī)則化成梯形、矩形及弧形等規(guī)則幾何斷面；出于安全考慮，重要河段利用混凝土、砌石等硬質(zhì)材料進行襯砌，造成河床材料的硬質(zhì)化。

城市河道斷面一般有矩形斷面、梯形斷面、復(fù)合式斷面等型式。

（1）矩形斷面：工程占地少，渠道寬度受限制時可以實現(xiàn)行洪斷面最大化。適用工程用地緊缺、施工空間受到限制的地區(qū)。兩岸多為直立式擋墻結(jié)構(gòu)，對基礎(chǔ)要求較高。常用的材料有漿砌石或混凝土，工程耐久性好。當(dāng)渠道采用同樣材料護底時，俗稱“三面光”，利于渠底清淤及管理，但不利于景觀及渠道系統(tǒng)的生態(tài)循環(huán)。矩形斷面也可采用u型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，具有整體性好等優(yōu)點，但造價較高，施工技術(shù)要求高，尤其渠道斷面較寬時，其造價指標(biāo)高，不夠經(jīng)濟。

（2）梯形斷面：梯形斷面的河道兩岸適當(dāng)放坡，工程占地較矩形斷面大。岸墻（岸坡）采用傳統(tǒng)的漿砌石護坡、混凝土護坡時，同樣具有較好的工程耐久性。近年，隨著環(huán)境與生態(tài)的要求，很多渠道采用生態(tài)材料護坡，具有一定的景觀和生態(tài)效果，但材料糙率較混凝土材料高，兩者同截面情況下，混凝土光面行洪較為有利。梯形斷面要留足馬道寬度，并采用草坪緩坡或錯落有序的毛石堆砌等方式以達到親水要求。設(shè)計時允許小洪水淹沒某些岸邊設(shè)施，使河道的常水位盡量貼近平臺，讓人能走到水邊則更好，長時間保持一定水深，洪水來時讓其上灘。

（3）復(fù)式斷面：復(fù)式斷面適用于河灘開闊的山溪性河道。枯水期流量小，水流歸槽主河道。洪水期流量大，允許洪水漫灘?？菟诳沙浞珠_發(fā)河灘的功能，根據(jù)河灘的寬度和地形、地勢，結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H，開發(fā)不同功能。如灘地較闊寬，一般可開發(fā)高爾夫球場、足球場等大型或綜合運動場；河灘相對較窄，可修建小型野外活動場所、河濱公園或輔助道路等。河灘的合理開發(fā)利用，既能充分發(fā)揮河灘的功能，又不因圍灘而抬高洪水位，加重兩岸的防洪壓力。

城市河道整治應(yīng)與水環(huán)境治理相結(jié)合，在斷面設(shè)計與綠化河岸時，應(yīng)突出親水生態(tài)，打造"安全、景觀、休閑"的水環(huán)境，使河道整治工程與兩岸景觀融為一體，與城市文化、風(fēng)格、歷史、人文相協(xié)調(diào)，提高城鎮(zhèn)的品位，改善人們居住的環(huán)境。但由于用地限制以及兩岸建筑密集、拆遷困難等因素限制，城市河道一般采用矩形斷面。尤其是山溪性河道，洪水暴漲暴落，為保證洪水期的防洪安全，河道一般為深窄型，駁岸頂離河底高差較大．需設(shè)置護欄等保護措施，河道的親水效果一般不佳。同時，此類河道枯水期流量小，河道基流小，也影響河道水生態(tài)。

總結(jié)目前深窄型城市河道的設(shè)計，其生態(tài)性一般有以下幾種做法：（1）護岸頂部垂掛綠化；（2）護岸表面防護材料采用條石、塊石或者多孔材料，突出景觀或生態(tài)效果；（3）河道底部設(shè)置低矮的雍水堰，保持枯水期水面。以上三種做法從工程技術(shù)上均易實現(xiàn)，其中，頂部垂掛綠化和護岸表面景觀化應(yīng)用最廣泛；護岸多孔材料在以往實踐中也研發(fā)了許多新型材料和技術(shù)，如綠化混凝土、生態(tài)袋、生態(tài)石籠、混凝土砌塊、固化土種植基等等。這些材料和技術(shù)有助于解決河流沿岸的坡面綠化和水土保持問題，然而在駁岸流態(tài)多樣性的塑造方面效果不明顯，受制于枯水期水量小，也很難滿足為水生動物（如魚、蝦等）提供良好的棲息環(huán)境和繁衍空間的基本要求；雍水堰也研發(fā)了多種型式，目前最常用的是和景觀相結(jié)合。

但無論哪種處理方式，受制于深窄型河道斷面的現(xiàn)實，其親水性均不理想，河道無法滿足市民親水需要，因此，城市深窄型河道的親水性問題還是業(yè)界重大難題，亟待解決。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，為了克服現(xiàn)有深窄型河道不能很好地解決親水性的問題，提供一種適用于山溪性河道的雙層河道結(jié)構(gòu)，下層暗河滿足洪水期泄洪、排澇要求，上層明河滿足枯水期親水、休閑娛樂和景觀要求，是一種能提高河道兩岸景觀環(huán)境、生活品味的雙層河道結(jié)構(gòu)。

為此，本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種適用于山溪性河道的雙層河道結(jié)構(gòu)，所述雙層河道包括上層明河和設(shè)置在上層明河下方的下層暗河，所述上層明河和下層暗河彼此相互隔開，所述上層明河和下層暗河的流向相同，上層明河根據(jù)用地大小和垂直水流方向縮小或擴大親水水域范圍形成蜿蜒曲折的上層明河，枯水期時上層明河來水在河道上游適當(dāng)?shù)牡胤街咭纯?；所述下層暗河?nèi)部的截面呈矩形，所述上層明河的截面呈矩形；所述上層明河用于滿足生態(tài)景觀綠化和游人親水戲水的要求，所述下層暗河的內(nèi)部空間用于為洪水期宣泄洪水提供過流空間。下層暗河用于滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的洪水為目的，布置一般較為平順，以滿足水流流態(tài)要求。

在采用上述技術(shù)方案的同時，本發(fā)明還可以采用或者組合采用以下進一步的技術(shù)方案：

所述下層暗河采用箱涵式結(jié)構(gòu)，所述上層明河以下層暗河的箱涵頂部作為底板。下層暗河采用現(xiàn)澆混凝土箱涵結(jié)構(gòu)，通過在箱涵頂部設(shè)置混凝土擋墻形成上層明河。

上層明河的底板延伸出下層暗河的箱涵頂部的部分設(shè)置土工膜防滲結(jié)構(gòu)，所述土工膜防滲結(jié)構(gòu)的一端連接上層明河的駁岸擋墻，另一端連接下層暗河的箱涵頂部。上層明河的駁岸可以采用混凝土擋墻或者其他形式，需要具備防滲要求。

箱涵式下層暗河為單孔、雙孔或多孔結(jié)構(gòu)。

所述下層暗河以基坑圍護樁為基礎(chǔ)設(shè)置基坑圍護的樁擋墻并以基坑圍護的樁擋墻作為側(cè)墻，所述下層暗河的頂板采用梁板結(jié)構(gòu)，所述上層明河以下層暗河的頂部梁板作為底板。下層暗河將兩側(cè)側(cè)墻和基坑支護結(jié)構(gòu)相結(jié)合，在用地局促或者兩岸建筑需要保護的地段，有利于縮窄施工開挖面，減少兩岸占地和拆遷，節(jié)約工程投資，加快施工進度，保證施工期兩岸安全。

上層明河的底板延伸出下層暗河的頂部梁板的部分設(shè)置土工膜防滲結(jié)構(gòu)，所述土工膜防滲結(jié)構(gòu)的一端連接上層明河的駁岸擋墻，另一端連接下層暗河的頂部梁板。

所述基坑圍護樁為鉆孔灌注咬合樁，其應(yīng)保證自身的穩(wěn)定性，咬合樁表面現(xiàn)澆薄層混凝土側(cè)墻改善表面平整度，改善水流流態(tài)。

下層暗河為單孔、雙孔或多孔結(jié)構(gòu)。

所述下層暗河的側(cè)墻設(shè)置雨水管開孔，用于接納沿線雨水管網(wǎng)，保證水排泄通暢。

下層暗河的底部設(shè)置混凝土底板結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明所提供的一種適用于山溪性河道的雙層河道結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置上層明河、下層暗河的雙層河道結(jié)構(gòu)，下層暗河解決了洪水期過流問題，上層明河解決了枯水期游人親水問題和河道生態(tài)問題，解決了城市深窄型河道安全性、親水性、景觀性不強的缺點。同時根據(jù)河道用地及構(gòu)筑物的特點，可以結(jié)合基坑圍護樁結(jié)構(gòu)建設(shè)下層暗河，解決了傳統(tǒng)河道建設(shè)中放坡開挖占地過大和對周邊的施工干擾過大的問題。

附圖說明

圖1a為實施例1中所提供的下層單孔箱涵暗河、上層明河的雙層河道結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1b為實施例1中所提供的上層明河的底板延伸出下層暗河的箱涵頂部的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2a為實施例2中所提供的下層雙孔箱涵暗河、上層明河的雙層河道結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2b為實施例2中所提供的上層明河的底板延伸出下層暗河的箱涵頂部的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3a為實施例3中所提供的下層單孔樁擋墻暗河、上層明河的雙層河道結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3b為實施例3中所提供的上層明河的底板延伸出下層暗河的頂部梁板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4a為實施例4中所提供的下層雙孔樁擋墻暗河、上層明河的雙層河道結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4b為實施例4中所提供的上層明河的底板延伸出下層暗河的頂部梁板的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

參照附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細地描述。

實施例1

參照圖1a，一種適用于山溪性河道的雙層河道結(jié)構(gòu)，包括上層明河和設(shè)置在上層明河下方的下層暗河，上層明河和下層暗河彼此相互隔開，下層暗河內(nèi)部的截面呈矩形，上層明河的截面呈矩形；上層明河設(shè)置水生植物區(qū)、游人戲水區(qū)用于滿足生態(tài)景觀綠化和游人親水戲水的要求，也可以設(shè)置各類雕塑小品，形成多樣化的景觀元素，豐富河道景觀內(nèi)涵；下層暗河的內(nèi)部空間用于為洪水期宣泄洪水提供過流空間。上層明河也可以根據(jù)用地大小，垂直水流方向適當(dāng)縮小或者擴大親水水域范圍，形成蜿蜒曲折的上部河道形態(tài)，枯水期時上層明河來水在河道上游適當(dāng)?shù)牡胤街咭纯?。下層暗河用于滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的洪水為目的，布置一般較為平順，以滿足水流流態(tài)要求。在圖1a中，上層明河內(nèi)設(shè)置水生植物區(qū)，在圖2b中，上層明河內(nèi)設(shè)置游人戲水區(qū)。

下層暗河采用箱涵式結(jié)構(gòu)，上層明河以下層暗河的箱涵頂部作為底板。下層暗河采用現(xiàn)澆混凝土箱涵結(jié)構(gòu)，通過在箱涵頂部設(shè)置混凝土擋墻形成上層明河。

如圖1b所示，上層明河的底板延伸出下層暗河的箱涵頂部的部分設(shè)置土工膜防滲結(jié)構(gòu)，土工膜防滲結(jié)構(gòu)的一端連接上層明河的駁岸擋墻，另一端連接下層暗河的箱涵頂部。上層明河的駁岸可以采用混凝土擋墻或者其他形式，需要具備防滲要求。

在本實施例中，箱涵式下層暗河為單孔結(jié)構(gòu)。

下層暗河的側(cè)墻設(shè)置雨水管開孔（未示出），用于接納沿線雨水管網(wǎng)，保證水排泄通暢。

實施例2

參照圖2a和2b，在本實施例中，箱涵式下層暗河為雙孔結(jié)構(gòu)。

其他部件設(shè)置參照實施例1。

實施例3

參照圖3a，一種適用于山溪性河道的雙層河道結(jié)構(gòu)，包括上層明河和設(shè)置在上層明河下方的下層暗河，上層明河和下層暗河彼此相互隔開，下層暗河內(nèi)部的截面呈矩形，上層明河的截面呈矩形；上層明河設(shè)置水生植物區(qū)、游人戲水區(qū)用于滿足生態(tài)景觀綠化和游人親水戲水的要求，也可以設(shè)置各類雕塑小品，形成多樣化的景觀元素，豐富河道景觀內(nèi)涵；下層暗河的內(nèi)部空間用于為洪水期宣泄洪水提供過流空間。上層明河也可以根據(jù)用地大小，垂直水流方向適當(dāng)縮小或者擴大親水水域范圍，形成蜿蜒曲折的上部河道形態(tài)，枯水期時上層明河來水在河道上游適當(dāng)?shù)牡胤街咭纯伞Ｏ聦影岛佑糜跐M足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的洪水為目的，布置一般較為平順，以滿足水流流態(tài)要求。

下層暗河以基坑圍護樁為基礎(chǔ)設(shè)置基坑圍護的樁擋墻并以基坑圍護的樁擋墻作為側(cè)墻，下層暗河的頂板采用梁板結(jié)構(gòu)，上層明河以下層暗河的頂部梁板作為底板。下層暗河將兩側(cè)側(cè)墻和基坑支護結(jié)構(gòu)相結(jié)合，在用地局促或者兩岸建筑需要保護的地段，有利于縮窄施工開挖面，減少兩岸占地和拆遷，節(jié)約工程投資，加快施工進度，保證施工期兩岸安全。

如圖3b所示，上層明河的底板延伸出下層暗河的頂部梁板的部分設(shè)置土工膜防滲結(jié)構(gòu)，土工膜防滲結(jié)構(gòu)的一端連接上層明河的駁岸擋墻，另一端連接下層暗河的頂部梁板。

基坑圍護樁為鉆孔灌注咬合樁，其應(yīng)保證自身的穩(wěn)定性，咬合樁表面現(xiàn)澆薄層混凝土側(cè)墻改善表面平整度，改善水流流態(tài)。

在本實施例中，樁擋墻式下層暗河為單孔結(jié)構(gòu)

下層暗河的側(cè)墻設(shè)置雨水管開孔（未示出），用于接納沿線雨水管網(wǎng)，保證水排泄通暢。

實施例4

參照圖4a和4b，在本實施例中，樁擋墻式下層暗河為雙孔結(jié)構(gòu)。

其他部件設(shè)置參照實施例3。

上述具體實施方式用來解釋說明本發(fā)明，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改、等同替換、改進等，都落入本發(fā)明的保護范圍。